美國加州理工學院研發機器人 首次在太空自主組裝結構

美國加州理工學院（Caltech）研發的一款機器人近日首次在太空自主完成結構組裝，成功在軌道上建造出一段反射天線結構。這項實驗由美國國防高級研究計劃局（DARPA）資助，屬於 NOM4D 太空製造項目。研究團隊表示，這是人類首次實現結構在太空中的自主建造，未來有望用於大型空間望遠鏡、通信天線和太陽能陣列的組裝。

此次實驗名為 ASTRA，全稱為自主太空張緊反射器組裝項目。機器人採用類似龍門架的機械結構，可以沿三個線性軸移動，通過機械臂從附近的儲存裝置中抓取複合材料管和鋁製連接件，再將它們組合成桁架結構，同時鋪設用於反射的 Kapton 薄膜。整個裝置約 1 立方米大小，搭載了兩段預先組裝好的桁架，以及機器人機械臂和後續組裝所需的材料。

ASTRA 實驗成功驗證太空自主組裝技術

最終，機器人在軌道上完成了第三段桁架的建造，形成直徑約 1.4 米的反射結構。需要說明的是，這並不是一座已具備完整通信能力的天線，而是用於驗證太空自主組裝技術的原型結構。ASTRA 於 2026 年 3 月 30 日搭乘 SpaceX Transporter-16 拼車任務進入近地軌道，隨後由 Momentus 公司的 Vigoride 7 軌道運輸飛行器提供支持。

進入太空後，研究團隊通過地面控制中心向設備發送指令，並利用裝置搭載的鏡頭檢查組裝進度。由於地面與設備之間每天只有約 15 分鐘的通信窗口，研究人員無法像在地面實驗室一樣持續操控和檢查機器人。遇到意外情況時，團隊需要先利用地面備用設備復現問題、測試解決方案，再通過有限的通信時間將調整指令發送至軌道設備。

受實驗時間限制，團隊最終沒有完成原計劃的全部桁架結構，但成功驗證了機器人在微重力環境下抓取材料、定位連接件和自主組裝結構的可行性。加州理工學院航空航天與土木工程教授 Sergio Pellegrino 表示，這次實驗為未來在太空建造更大型結構打開了新的研究方向。

此次實驗屬於 DARPA 的 NOM4D 項目第三階段。該項目希望解決大型航天結構受火箭整流罩尺寸限制的問題。當前，空間望遠鏡、通信天線和太陽能陣列通常需要在地面預先製造，再折疊或拆分後送入軌道。但火箭能夠運輸的貨物尺寸有限，越來越大型的空間設施很難完全依靠傳統方式部署。DARPA 希望未來能夠將原材料和結構組件送入太空，再由機器人在軌道上完成建造。項目負責人 Andrew Detor 提出，未來目標是實現數百米甚至數公里規模的太空結構建造，而現階段的技術還無法達到這一水平。